BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Fraksinasi adalah proses pemisahan suatu kuantitas tertentu dari campuran (padat, cair, terlarut, suspensi atau isotop) dibagi dalam beberapa jumlah kecil (fraksi) komposisi perubahan menurut kelandaian. Pembagian atau pemisahan ini didasarkan pada bobot dari tiap fraksi, fraksi yang lebih berat akan berada paling dasar sedang fraksi yang lebih ringan akan berada diatas. Fraksinasi sel ialah pemisahan sel menjadi organel dan molekul, biasa dilakukan dengan sentrifugasi.Sentrifugasi sendiri diartikan sebagai proses pengendapan organel sel dengan cara memberikan suatu gaya sentrifugal pada organel sel yang disentrfugasi.. Sentifugasi merupakan tahap pertama dalam fraksinasi, memisahkan organel berdasarkan ukuran dan densitasnya. Prinsip sentrifugasi ialah bahwa untuk memperoleh organel yang besar, diperlukan kecepatan sentrifugasi yang rendah, sedangkan untuk memperoleh organel yang kecil maka diperlukan sentrifugasi yang tinggi (Gupta, 2009).
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa pengertian dari Fraksinasi Sel ? 2. Apa pengertian dari Sentrifugasi ? 3. Apa jenis-jenis dari Sentrifugasi ? 4. Bagaimana prinsip kerja Sentrifugasi ? 5. Sebutkan teknik Sentrifugasi dan Penjelasanya ? 6. Apa kelebihan dan kekurangan menggunakan teknik pemisahan Sentrifugasi ?
1.3 TUJUAN
1. Mengetahui pengertian dari Fraksinasi Sel. 2. Mengetahui pengertian dari Sentrifugasi. 3. Mengetahui jenis-jenis dari Sentrifugasi. 4. Mengetahui prinsip kerja Sentrifugasi. 5. Mengetahui teknik Sentrifugasi dan Penjelasanya. 6. Mengetahui kelebihan dan kekurangan penggunakan teknik pemisahan Sentrifugasi.
1
BAB II PEMBAHASAN 2.1 DEFINISI FRAKSINASI SEL
Fraksinasi sel adalah proses fisik yang menggunakan tenaga sentrifugal untuk memisahkan organel dan komponen sel berdasarkan koefisien sedimentasinya. Koefisien sedimentasi sebuah partikel bergantung pada ukuran, bentuk, dan densitas serta viskositas mediumnya6. Tujuan fraksinasi sel ialah untuk memisahkan sel menjadi bagian-bagian, memisahkan organel-organel utama sehingga fungsinya masing-masing dapat dipelajari1. Organel yang diperoleh dengan teknik ini dapat dianalisis kemurniannya dan komposisi kimiawi serta fungsinya dapat dipelajari secara in vitro6.Salah satu teknik yang digunakan dalam fraksinasi adalah Teknik pemisahan sentrifugasi. 2.2 DEFINISI SENTRIFUGASI
Sentrifugasi adalah teknik pemisahan suatu bahan berdasarkan berat molekul dengan kecepatan tertentu. Teknik pemisahan ini digunakan untuk memisahkan atau memurnikan protein,partikel,dan organel selular yang di sedimentasikan menurut ukuran dan bentuk relatifnya.Laju aktual sedimentasi dalam cairan merupakan fungsi dari perbedaan dari densitas antara partikel dengan medium sentrifugasi,viskositas medium, bentuk partikel, dan kekuatan sentrifugal.Jadi,protein besar akan bersedimentasi lebih cepat dibadingkan protein kecil, begitupula kloroplas akan bersedimentasi lebih cepat dibandingkan mitokondria dan partikel sel lainnya. Pada teknik pemisahan sentrifugasi ini, partikel biasanya disuspensikan dalam medium cairan tertentu, yang dimasukkan dalam tabung atau botol dalam rotor ditengah driver shaft sentrifuga. Partikel yang berbeda densitas,bentuk, dan ukurannya dapat di pisahkan karena akan mengendap pada laju yang berbeda. Pada fermentasi mikroorganisme dan partikel lain yang ukurannya sama dapat di buang dari cairan (broth) dengan menggunakan teknik sentrifugasi ini relatif lebih mahal bila dibandingkan dengan penyaringan, tetapi sentrifugasi penting karena 1. Penyaringan memerlukan waktu yang lebih lama. 2. Sel atau bahan suspensi lain sulit dibebaskan dari alat penyaringan. 3. Pemisahan dengan standar tinggi memerlukan penyaringan yang bertahap. 2
2.3 Prinsip Kerja Centrifuge
Dalam bentuk yang sangat sederhana sentrifus terdiri atas sebuah rotor dengan lubanglubang untuk meletakkan cairan wadah / tabung yang berisi cairan dan sebuah motor atau alat lain yang dapat memutar rotor pada kecepatan yang dikehendaki. Semua bagian lain yang terdapat pada sentrifus modern saat ini hanyalah perlengkapan yang dimaksudkan untuk melakukan berbagai fungsi yang berguna dan mempertahankan kondisi lingkungan saat rotor tersebut bekerja. Komponen utama pada proses sentrifugasi ialah instrumen sentrifus, rotor, dan tabung (wadah sampel). Sedangkan bagian yang sifatnya asesoris umumnya bergantung mengikuti aplikasi yang akan dilakukan pada proses tersebut. Instrumen sentrifus, adalah bagian yang menjadi alat penggerak proses sentrifugasi karena didalamnya memiliki motor yang mampu berputar dan memiliki pengaturan kecepatan perputaran. Centrifuge laboratorium yang digunakan untuk pemisahan skala kecil. Volume cairan ditangani oleh perangkat berada dalam kisaran 1 – 5.000 ml. Bahan yang akan disentrifugasi di distribusikan dalam jumlah yang sesuai tabung centrifuge yang pada gilirannya melekat secara simetris dalam blok berputar disebut rotor. Ada dua jenis rotor yaitu rotor sudut tetap dan rotor ayunan keluar. Sebuah rotor sudut tetap memegang centrifuge secara tetap pada sudut tertentu terhadap sumbu rotasi. Rotor ayunan keluar memegang tabung sejajar dengan sumbu rotasi saat rotor diam sedangkan saat rotor bergerak,tabung berayun sehingga selaras tegak lurus dengan sumbu rotasi. Rotor merupakan komponen sentrifus yang akan menentukan kecepatan yang akan diaplikasikan dari suatu proses sentrifugasi serta produk apa yang akan diinginkan dari proses tersebut. Gaya yang berperan dalam sentrifus adalah gaya sentrifugal. Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel – partikel menuju dinding tabung dan terakumulasi membentuk endapan.
3
Alat Sentrifuge
2.4 Fungsi Sentrifugasi
Ada beberapa fungsi sentrifugal dalam pemisahan bioteknologi.Ini tercantum di bawah ini : 1. Pemisahan (padat/cair, padat/cair/cair dan padat/padat/cair). 2. Klasifikasi urutan berdasarkan ukuran dan densitas. 3. Menghilangkan partikel kebesaran dan asing (Degritting). 4. Penebalan atau menghapus konsentrasi cair. 5. Pemisahan kotoran dengan mencuci atau pengenceran (repulping). 6. Digunakan untuk memisahkan komponen-komponen darah. 2.5 Jenis-jenis sentrifuga
Sentrifuga di kelompokan menjadi empat kelompok besar, yaitu : 1. Sentrifuga klinik. Sering digunakan di laboratorium klinik, mampu mengendapkan partikel besar dengan cepat seperti eritrosit. 2. Sentrifuga mikro . Sering digunakan untuk mengumpulkan material yang mudah mengendap dengan cepat. Seperti erittrosit, sel bakteri, nucleus, kloroplas. 3. Sentrifuga berpendingin berkecepatan tinggi. Sering digunakan untuk mengumpulkan mikroorganisme, sel debris, organel sel yang lebih besar dll. 4. Ultrasentrifuga preparative. Sering digunakan dalam penelitian biokimia. 5. Ultrasentrifuga analitik. 4
Sering digunakan untuk memisahkan organel-organel kecil seperti ribosom,DNA dll.
2.6 Teknik-teknik sentrifugasi
1. Sentrifugasi preparative. a. Teknik sentrifugasi diferensial. Pemisahan dicapai terutama didasarkan pada ukuran partikel dalam sentrifugasi diferensial. Densitas partikel yang berbeda atau ukuran dsuspensi akan mengendap pada tingkat yang berbeda, dengan partikel lebih besar dan padat cepat mengendap. Tingkat sedimentasi ini dapat ditingkatkan dengan menggunakan
gaya
sentrifugal.
Suspensi
sel
mengalami
serangkaian
peningkatan siklus gaya sentrifugal akan menghasilkan serangkaian pelet yang mengandung tingkat sedimentasi sel – sel menurun.Perbedaan kepadatan partikel atau ukuran akan dibedakan karena dengan partikel terbesar dan paling padat pengendapan tercepat diikuti oleh kurang padat dan partikel yang lebih kecil. b. Teknik sentrifugasi gradient densitas. Sentrifugasi gradien densitas adalah metode yang disukai untuk memurnikan organel subselular dan makromolekul. Gradien densitas dapat dihasilkan dengan menempatkan lapisan demi lapisan media gradien.
Sentrifugasi zona. Pemisahan
partikel
berdasarkan
perbedaan
ukuran
dan
laju
sedimentas,metode ini dipakai untuk pemisahan enzim,DNA dll.
Sentrifugasi isopknik. Pengendapan tercapai bila densitas bahan sama dengan densitas gradient. Waktu yang dibutuhkan lebih lama,contohnya yaitu organel subselular,mitokondria,plastida dll.
c. Teknik sentrifugasi elutriasi. Teknik ini berdasarkan perbedaan kesetimbangan dan sel tetap dapat mempertahankan viabilitasnya dengan cepat dalam konsentrasi tinggi.
5
2. Sentrifugasi analitik. a. Penetapan berat molekul. Metode ini menggunakan ultrasentrifuga pada kecepatan tinggi, dipakai untuk menentukan berat molekul yang berkisar beberaparatus sampai beberapa juta Dalton. b. Penggunaan kemurnian makromolekul. Kemurnian sampel sangat penting untuk memperkisarkan berat molekul secara akurat,sehingga digunakan ultrasentrifuga analitik dalam pengamatan kemurnia DNA,virus,protein dll. c. Deteksi perubahan konformasi makromolekul. Dalam teknik digunakan ultrasentrifuga analitik untuk menentukan perubahan konformasi makromolekul seperti DNA. d. Analisis fraksi subselular. Dalam hal ini dibutuhakn pengamatan mikroskopik yang merupakan alat analisi yang baik setelah fraksi sentrifugasi. Aktivitas enzim ditentukan dari homogenate dan fraksi subselular yang diisolasi. 2.7 Kelebihan dan kekurangan teknik pemisahan sentrifugasi
Keuntungan lain dari metode sentrifugasi ini adalah lebih efektif bila partikel padatan lebih kecil dan sulit/tidak mungkin disaring. Sedangkan kelemahan dari metode ini adalah harganya mahal dibandingkan dengan metode-metode(teknik) lain.
6
BAB III PENUTUP 1.1 Kesimpulan
1. Fraksinasi sel adalah proses fisik yang menggunakan tenaga sentrifugal untuk memisahkan organel dan komponen sel berdasarkan koefisien sedimentasinya. 2. Sentrifugasi adalah teknik pemisahan suatu bahan berdasarkan berat molekul dengan kecepatan tertentu. 3. 1) Sentrifuga klinik 2) Sentrifuga mikro 3) Sentrifuga berpendingin berkecepatan tinggi. 4) Ultrasentrifuga preparative. 5) Ultrasentrifuga analitik 4. Dalam bentuk yang sangat sederhana sentrifus terdiri atas sebuah rotor dengan lubang-lubang untuk meletakkan cairan wadah / tabung yang berisi cairan dan sebuah motor atau alat lain yang dapat memutar rotor pada kecepatan yang dikehendaki. 5. 1) Sentrifugasi preparative. a.Teknik sentrifugasi diferensial. Pemisahan dicapai terutama didasarkan pada ukuran partikel dalam b.Sentrifugasi gradien densitas metode yang disukai untuk memurnikan organel subselular dan makromolekul. c.Teknik sentrifugasi elutriasi Teknik ini berdasarkan perbedaan kesetimbangan dan sel tetap dapat memper tahankanviabilitasnya dengan cepat dalam konsentrasi tinggi. 2) Sentrifugasi analitik a. Penetapan berat molekul. b. Penggunaan kemurnian makromolekul. c. Deteksi perubahan konformasi makromolekul. d. Analisis fraksi subselular.
7
6. Keuntungan : lebih efektif bila partikel padatan lebih kecil dan sulit/tidak mungkin disaring. Kelemahan : dari metode ini adalah harganya mahal dibandingkan dengan metodemetode(teknik) lain.
8
DAFTAR PUSTAKA
Pujiastuti Elis, Sumarmono Juni, Wasito Samsu.2013. Pengaruh Lama Bintang Maria.2010. Biokimia Teknik Penelitian.Erlangga:Jakarta Budiman Agus.Vol III No 3 2009.Jurnal Reset Industri. Metode Sentrifugasi Untuk Pemisahan Biodiesel Dalam Proses Pencucian.Bandung
9
